充电桩及其充电线收纳系统的制作方法

本发明涉及充电桩技术领域，具体涉及一种充电桩的充电线收纳系统和一种充电桩。

背景技术：

直流大功率充电桩，俗称快充桩，由于充电功率大，充电速度快，目前作为充电桩的主流和发展方向。直流充电桩因为需要满足大功率充电，充电枪和充电线需要过大电流，所以枪和充电线都比较沉重。取用充电线对用户而言是比较沉重的负担。由于枪头盒充电线沉重，目前所使用的直流充电桩，都面临着枪头不归位，充电线拖地的情况，造成枪头和充电线受到拖拽、碾压等外力作用后，均造成了充电枪、充电线损坏，造成无法正常充电，给用户带来了很不好的用户体验。

目前，直流充电桩对于充电线的设计，部分采用充电桩顶端出线枪头吊坠的方式(即上出线)，由于是上端出线，充电线自上而下垂落，便于用户取用充电线，但是局限于充电线长度要求，往往出线位置要求比较高，基本充电桩出线端都达到了2米8甚至3米，对于安装和场地位置要求很高，大多数地域不符合安装要求。

如果是下出线，则必须采取高挂的方式，用户需要将充电线从挂钩处取下，用完充电线后，还需要用户将充电线挂回高挂钩，大电流充电线都比较重，要挂回挂钩和取下线缆都对于用户来说都比较困难。因此，目前大多数使用的充电桩，充电线都是拖在地上，这样充电线经常会由于拖地磨损、车辆碾压、缠线等因素损坏，造成无法充电的现象，且无法通过自检检测到，用户的充电体验感很差。

技术实现要素：

本发明为解决上述技术问题，提供了一种充电桩的充电线收纳系统，充电线采用下出线方式，可以有效减少充电桩高度；利用摆杆摆动可以提升充电线的出线长度，延长了充电线的可充电距离；通过摆杆摆动来自动将充电线上挂，减少了充电线拖地的可能性，有效的保护了充电线，延长了充电线的寿命；通过电机的锁止模式和阻尼摆动模式，有效的保护了摆杆不会自由落下，避免了因摆杆自由下落造成的人员损伤；在充电完成后自动控制摆杆回到限位卡口位置，自动收线，减少用户操作，提升用户体验度。

本发明还提供了一种充电桩。

本发明采用的技术方案如下：

本发明第一方面实施例提出了一种充电桩的充电线收纳系统，所述充电桩的充电线为下出线，所述系统包括：充电枪检测模块，所述充电枪检测模块用于检测所述充电枪的状态，所述充电枪的状态包括充电枪拔出充电枪插座和充电枪插回充电枪插座；摆杆，所述摆杆为圆筒状结构，且所述摆杆的内直径大于所述充电线的内直径，所述摆杆的长度小于所述充电线的长度，所述摆杆套在所述充电线外，且所述摆杆的一端靠近所述充电桩的充电线出线端侧固定；摆杆位置检测模块，所述摆杆位置检测模块用于检测摆杆的位置信息；电机，所述电机与所述摆杆通过结构硬件方式相连，所述电机的工作模式包括锁止模式和阻尼摆动模式，所述电机工作在锁止模式时，所述电机锁止所述摆杆，所述电机工作在阻尼摆动模式时，所述电机带动所述摆杆的另一端在所述充电桩本体上的限位卡口至地面之间阻尼摆动；控制模块，所述控制模块分别与所述充电枪检测模块、所述摆杆位置检测模块和所述电机相连，所述控制模块用于接收充电桩的充电指令，并获取所述充电枪的状态、所述摆杆的位置信息，以及根据所述充电枪的状态、所述充电指令和所述摆杆的位置信息对所述电机进行控制，以进行充电线的收纳。

本发明上述提出的充电桩的充电线收纳系统，还具有如下附加技术特征：

根据本发明的一个实施例，所述控制模块具体用于：当接收到充电开始指令时，获取所述充电枪的状态，如果所述充电枪拔出充电枪插座，则控制所述电机工作在所述阻尼摆动模式；获取所述摆杆的位置信息，如果所述摆杆脱离所述限位卡口，且接收到充电运行指令，则控制所述电机工作在所述锁止模式；当接收到充电结束指令时，控制所述电机工作在阻尼摆动模式；如果所述充电枪插回充电枪插座，则控制所述电机带动所述摆杆摆动到所述限位卡口处后，控制所述电机工作在锁止模式。

根据本发明的一个实施例，所述摆杆的材质为pp塑料。

根据本发明的一个实施例，所述摆杆的外部包有橡胶护套。

根据本发明的一个实施例，所述充电枪检测模块包括：微动开关，所述微动开关安装在充电枪插座的插枪口下部，所述控制模块根据所述微动开关的状态获取所述充电枪的状态。

根据本发明的一个实施例，所述充电枪检测模块包括：红外探测器，所述红外探测器包括红外发射单元和红外接收单元，所述红外发射单元和红外接收单元对应设置在所述充电枪插座的插枪口的上下两侧，所述控制模块根据所述红外接收单元接收到的红外信息变化判断获取所述充电枪的状态。

根据本发明的一个实施例，上述的充电线收纳系统还包括：振动检测模块，所述振动检测模块与所述控制模块相连，所述振动检测模块用于检测所述充电桩的振动信号，所述控制模块还用于：根据所述振动信号判断所述充电桩发生撞击倾斜时，控制报警单元发出报警信息。

根据本发明的一个实施例，上述的充电线收纳系统还包括：湿度检测模块，所述湿度检测模块与所述控制模块相连，所述湿度检测模块用于检测所述空气湿度；温度检测模块，所述温度检测模块与所述控制模块相连，所述温度检测模块同于检测所述电机的温度；所述控制模块还用于获取所述空气湿度和所述电机的温度，并在所述空气湿度超过预设湿度阈值或者所述电机的温度超过预设温度阈值时，控制报警单元发出报警信息。

本发明第二方面实施例提出了一种充电桩，包括本发明第一方面实施例所述的充电桩的充电线收纳系统。

本发明具有如下有益效果：

本发明的充电线采用下出线方式，可以有效减少充电桩高度；利用摆杆摆动可以提升充电线的出线长度，延长了充电线的可充电距离；通过摆杆摆动来自动将充电线上挂，减少了充电线拖地的可能性，有效的保护了充电线，延长了充电线的寿命；通过电机的锁止模式和阻尼摆动模式，有效的保护了摆杆不会自由落下，避免了因摆杆自由下落造成的人员损伤；在充电完成后自动控制摆杆回到限位卡口位置，自动收线，减少用户操作，提升用户体验度。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例的充电桩的充电线收纳系统的方框示意图；

图2是根据本发明一个实施例的充电桩的充电线收纳系统的结构示意图；

图3是根据本发明另一个实施例的充电桩的充电线收纳系统的结构示意图；

图4是根据本发明一个实施例的微动开关在充电枪插座中的安装位置的正视图；

图5是根据本发明一个实施例的微动开关在充电枪插座中的安装位置的侧视图

图6是根据本发明一个实施例的充电枪检测模块的电路结构图；

图7是根据本发明一个实施例的红外探测器充电枪插座中的安装位置的正视图；

图8是根据本发明一个实施例的振动检测模块的电路结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

下面是结合附图来描述本发明实施例提出的充电桩的充电线收纳系统和充电桩。

图1是根据本发明一个实施例的充电桩的充电线收纳系统的方框示意图。充电桩的充电线为下出线，如图1所示，该系统包括：充电枪检测模块1、摆杆2、摆杆位置检测模块3、电机4和控制模块5。

其中，充电枪检测模块1用于检测充电枪的状态，充电枪的状态包括充电枪拔出充电枪插座和充电枪插回充电枪插座；摆杆2为圆筒状结构，且摆杆2的内直径大于充电线的内直径，摆杆2的长度小于充电线的长度，摆杆2套在充电线外，且摆杆2的一端靠近充电桩的充电线出线端侧固定；摆杆位置检测模块3用于检测摆杆的位置信息；电机4与摆杆2通过结构硬件方式相连，电机4的工作模式包括锁止模式和阻尼摆动模式，电机4工作在锁止模式时，电机锁止摆杆2，电机4工作在阻尼摆动模式时，电机4带动摆杆5的另一端在充电桩本体上的限位卡口至地面之间阻尼摆动；控制模块5分别与充电枪检测模块1、摆杆位置检测模块3和电机4相连，控制模块5用于接收充电桩的充电指令，并获取充电枪的状态、摆杆的位置信息，以及根据充电枪的状态、充电指令和摆杆的位置信息对电机4进行控制，以进行充电线的收纳。

进一步地，在本发明的一个实施例，控制模块5具体用于：当接收到充电开始指令时，获取充电枪的状态，如果充电枪拔出充电枪插座，则控制电机工作在阻尼摆动模式；获取摆杆的位置信息，如果摆杆脱离限位卡口，且接收到充电运行指令，则控制电机工作在锁止模式；当接收到充电结束指令时，控制电机工作在阻尼摆动模式；如果充电枪插回充电枪插座，则控制电机带动摆杆摆动到限位卡口处后，控制电机工作在锁止模式。

具体地，充电桩的充电线为下出线即充电线从充电桩的下部伸出。控制模块5可以选用stm32f103芯片，8m无源外部晶振提供时钟，统供电由充电桩ac220v过空气开关后，ac/dc变压后的12v供电，并配置超级电容以保证在断电情况下，控制模块5仍然可以工作一段时间，进行状态检测并通过通信口上报给充电桩断电情况的状态变化。电机4与摆杆2通过结构硬件方式相连，电机4可控制摆杆2摆动带动枪线位置改变，保证枪线的充电线长度；摆杆位置信息通过摆杆位置检测模块3或者结合电机的转动角度反馈。阻尼摆动模式即为可摆动且摆动时的阻尼在预设范围内。

系统初始位置，即直流充电桩处于待机状态时，如图2所示，充电枪插在充电枪插座上；摆杆2竖直卡在限位卡口位置，电机锁止辅助摆杆固定在限位处。图2中6为充电枪，7为充电枪基座，8为充电线，9为充电线限流和漏电保护装置。

用户通过app(应用程序)、刷卡等方式授权充电后，控制模块5可以通过有线或无线的通讯方式接收到充电桩主机发送来的充电开始指令。当用户拔出充电枪6时，控制模块5可以通过充电枪检测模块1检测到充电枪6已拔出，控制电机4解除锁止模式，电机4进入阻尼摆动模式，用户可以轻松拉动摆杆2，且电机4提供轻阻尼感能保证摆杆自由下落造成不良用户体验。同时，用户依靠摆杆的下落延长充电线8，可以将充电枪6拉伸到汽车充电口，完成插枪充电操作(如图3所示)，控制模块5可以通过摆杆位置检测模块4检测到摆杆2脱离限位卡口。开始正常充电后，控制模块5可以通过有线或无线的通讯方式接收到充电桩主机发送来的充电运行指令，控制模块5控制电机4工作在锁止模式，电机恢复锁止状态，以保证摆杆2不会上下摆动。

充电完毕后，控制模块5可以通过有线或无线的通讯方式接收到充电桩主机发送来的结束充电信号，控制模块5解除电机锁止模式，电机5进入阻尼摆动模式，恢复摆杆2可摆动状态和阻尼状态。当用户将充电枪插回充电枪插座后，控制模块5可以通过充电枪检测模块1检测到充电枪6已插回充电枪插座，控制模块5控制电机4运行，已将将摆杆2自动回转到限位卡口处后，控制电机4恢复锁止模式，整个系统回复到初始状态。

由此，充电线采用下出线方式，可以有效减少充电桩高度；利用摆杆摆动可以提升充电线的出线长度，延长了充电线的可充电距离；通过摆杆摆动来自动将充电线上挂，减少了充电线拖地的可能性，有效的保护了充电线，延长了充电线的寿命；通过电机的锁止模式和阻尼摆动模式，有效的保护了摆杆不会自由落下，避免了因摆杆自由下落造成的人员损伤；在充电完成后自动控制摆杆回到限位卡口位置，自动收线，减少用户操作，提升用户体验度。

根据本发明的一个实施例，摆杆2的材质可以为pp塑料(聚丙烯)。摆杆2的外部可以包有橡胶护套。

具体地，摆杆2材质采用pp塑料，减少了摆杆重量和电机功耗。摆杆外包橡胶护套既可以保护充电枪线不受摩擦破损，同时可以保证摆杆下落不会造成人身伤害。

根据本发明的一个实施例，充电枪检测模块1可以包括：微动开关，微动开关安装在充电枪插座的插枪口下部，控制模块5根据微动开关的状态获取充电枪的状态。

具体地，充电枪插座的正视图可参照图4所示，微动开关可以安装在图中的位置a，安装微动开关后，微动开关后充电枪插座的侧视图可参照图5所示。在充电枪插座的插枪口下部安装一个轻触开关，当充电枪头放进枪座位置时，充电枪头压在轻触开关上，开关量发生变化使干接点信号发生变化，通过光耦隔离保护检测电路将信号传回给系统控制模块5，控制模块5接收的信号变化判断充电枪是否已经插回插座位置，同理也可判断充电枪是否从充电插座拔出。

具体电路结构可参照图6所示，微动开关s1闭合与断开状态变化，使光耦u4的二级发光管关断和导通，sw_io信号随着光耦的通断、产生高低电平信号输入到控制模块5，控制模块5读取sw_io信号高表示微动开关s1断开；单片机读取sw_io信号低表示微动开关s1闭合。微动开关s1闭合表示充电枪插回充电枪插座；微动开关s1断开表示充电枪拔出充电枪插座。

或者，也可采用红外探测装置检测充电枪的状态。具体而言，充电枪检测模块1可以包括：红外探测器，红外探测器包括红外发射单元和红外接收单元，红外发射单元和红外接收单元对应设置在充电枪插座的插枪口的上下两侧，控制模块5根据红外接收单元接收到的红外信息变化判断获取充电枪的状态。

具体地，如图7所示，可以在充电枪插座对端位置对位打孔，一边安装红外发射单元，另一边安装红外接收单元，例如图7中的b、c位置。在充电枪放回插座后，红外接收单元无法收到红外发射单元发来的红外光线，红外接收单元的接收信号发生变化，控制模块5根据红外接收单元接收到的红外信息变化可以充电枪是否已经插回插座位置，同理也可判断充电枪是否从充电插座拔出。并且，为提高检测的可靠性，红外检测电路可与微动开关检测电路可以兼容。

同理，充电枪检测模块1也可以选用小型超声波探测器，根据充电枪放回插座后超声波反射回馈的距离变短信号，判断充电枪是否放回枪座。

根据本发明的一个实施例，上述的充电桩的充电线收纳系统还可以包括：振动检测模块。振动检测模块与控制模块5相连，振动检测模块与控制模块相连，振动检测模块用于检测充电桩的振动信号，控制模块5还用于：根据振动信号判断充电桩发生撞击倾斜时，控制报警单元发出报警信息。

具体地，控制模块5可以根据振动检测模块检测的充电桩的振动幅度，判断充电桩是否发生击和桩体倾斜，从而可以对异常撞击和桩体倾斜发出报警。

进一步地，如图8所示，振动检测模块可以包括滚珠式震动倾斜开关r3，型号可以为csx-sen-300a为，其静止时为高阻态，受到震动或发生倾斜时为低阻态。根据这个特性，通过电阻r4、r5分压，运算放大器u5隔离放大信号到控制模块5；控制模块5通过读取adc_swd信号的电平数值，电平值读到为3.3v表示桩体发生碰撞和倾斜；若读到电平值小于0.7v表示桩体未受到碰撞和发生倾斜变化。

综上所述，根据本发明实施例的充电线收纳系统，充电线采用下出线方式，可以有效减少充电桩高度；利用摆杆摆动可以提升充电线的出线长度，延长了充电线的可充电距离；通过摆杆摆动来自动将充电线上挂，减少了充电线拖地的可能性，有效的保护了充电线，延长了充电线的寿命；通过电机的锁止模式和阻尼摆动模式，有效的保护了摆杆不会自由落下，避免了因摆杆自由下落造成的人员损伤；在充电完成后自动控制摆杆回到限位卡口位置，自动收线，减少用户操作，提升用户体验度。

此外，本发明还提出一种充电桩，包括本发明上述的充电桩的充电线收纳系统。

根据本发明实施例的充电桩，通过上述的充电线收纳系统，采用下出线方式，可以有效减少充电桩高度；利用摆杆摆动可以提升充电线的出线长度，延长了充电线的可充电距离；通过摆杆摆动来自动将充电线上挂，减少了充电线拖地的可能性，有效的保护了充电线，延长了充电线的寿命；通过电机的锁止模式和阻尼摆动模式，有效的保护了摆杆不会自由落下，避免了因摆杆自由下落造成的人员损伤；在充电完成后自动控制摆杆回到限位卡口位置，自动收线，减少用户操作，提升用户体验度。

在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必针对相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如，如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列(pga)，现场可编程门阵列(fpga)等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。